Ilmuwan Saraf Belajar Untuk Mengontrol Neuron Dengan Ultrasound

Ahli saraf dari Salk Institute of Biological Research (California, USA) mempresentasikan teknik baru untuk stimulasi selektif neuron yang disebut sonogenetika. Dalam pekerjaan mereka , mereka berpendapat bahwa mereka dapat mengaktifkan neuron non-invasif menggunakan ultrasound.

Untuk mempelajari kerja otak, ahli biologi beberapa tahun yang lalu mengembangkan skema untuk menyalakan neuron yang diperlukan menggunakan cahaya. Gen saluran natrium, yang merespons foton, diperkirakan dimasukkan ke dalam sel. Jika Anda menyinari sel, ion natrium mulai mengalir ke dalamnya, yang menggairahkan neuron. Benar, mereka belum belajar bagaimana cara mengatasi neuron yang menenangkan - untuk menenangkan sel, ion kalium dilepaskan, tetapi saluran yang dikontrol cahaya di alam belum ditemukan.

Penemuan ini segera meningkatkan ilmu saraf. Para ilmuwan bergegas ke tikus dan buru-buru mulai melakukan satu demi satu percobaan, mempelajari struktur otak. Mereka berhasil melacak proses pembentukan memori, menghidupkan dan mematikan reseptor rasa sakit, mensimulasikan efek obat-obatan dan bahkan menghidupkan dan mematikan ereksi. Benar, semua studi sejauh ini hanya dilakukan pada tikus. Bagaimanapun, masalah utama dari metode ini adalah perlunya membuat saluran di tengkorak dan otak untuk penyediaan optik.

Penemu teknologi sonogenetika, Srikant Chalasani , seorang asisten profesor di Laboratorium Neurobiologi Molekuler, mengklaim bahwa metode ultrasound yang diusulkannya mampu mengaktifkan neuron yang diperlukan. Dalam hal ini, USG menembus kulit dan tulang tengkorak, tanpa mempengaruhi sel-sel tubuh lainnya.

"Kami percaya bahwa penggunaan USG untuk aktivasi neuron non-invasif dapat secara luas digunakan untuk menguraikan jalur saraf di otak, tertutup oleh kulit tengkorak dan kulit yang utuh."

Keunggulan teknologi lain yang diklaim adalah kemampuan untuk mengaktifkan berbagai kelompok neuron, karena kemungkinan mengubah frekuensi suara melebihi serangkaian panjang gelombang cahaya di mana neuron bereaksi dalam optogenetika.

Penggunaan teknologi ini juga membutuhkan penambahan gen tambahan ke dalam sel. Para peneliti menemukan bahwa protein TRP-4, yang ditemukan secara alami pada invertebrata, sensitif terhadap USG. Dengan menambahkan protein ini dengan bantuan virus ke tubuh C. Elegans, cacing nematoda yang populer di kalangan peneliti, para ilmuwan mampu menciptakan beberapa neuron yang sensitif terhadap ultrasound. Misalnya, dalam salah satu percobaan, itu mungkin untuk membuat worm berbalik, memberikan pulsa ultrasonik tertentu.



Dan meskipun protein TRP-4 tidak ditemukan pada tikus dan manusia, ini tidak berarti bahwa teknologi baru tidak berguna bagi kita - para ilmuwan mengklaim bahwa adalah mungkin, dengan menambahkan gen yang sesuai, untuk membuat sel memproduksi protein ini.

Dalam hal ini, sementara penerapan teknologi pada vertebrata dan manusia hanya hipotesis. Selain itu, karena cahaya bergerak lebih cepat dari suara, dan proses di otak manusia terjadi cukup cepat, kontrol neuron tidak akan mungkin untuk semua proses. Kemungkinan besar, seperti dinyatakan Chalasani, teknologi sonogenetika dan optogenetika akan saling melengkapi.

Source: https://habr.com/ru/post/id384269/